本發(fā)明涉及一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子磁環(huán)組件，尤其涉及一種大型吊扇等風(fēng)機(jī)用、具有斜磁磁路的無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，得到越來越多的人們關(guān)注，這種無刷直流電機(jī)用的永磁轉(zhuǎn)子的制造一般采用磁瓦粘接在磁箍上，或者采用磁體與磁環(huán)注塑為一體。粘接磁瓦的方法經(jīng)常會(huì)因整個(gè)工藝流程中個(gè)別環(huán)節(jié)處理不到位，導(dǎo)致磁體性能下降或不穩(wěn)定；注塑的方法雖好，堅(jiān)固可靠，但由于端部有一定厚度的注塑料，導(dǎo)致磁體位置檢測時(shí)困難，需要增加一輔助磁極，增加了制造的復(fù)雜性，例如在電機(jī)外轉(zhuǎn)子鐵套內(nèi)固定設(shè)置多個(gè)永磁鐵，但由于永磁鐵加工制造過程中的尺寸偏差比較大，很難將多個(gè)永磁鐵做成一整個(gè)圓形，相鄰的永磁鐵之間都有一定的間隙，這會(huì)造成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)和增大了阻力，降低了電機(jī)的效率。

針對上述情況，也逐步開發(fā)了一種以一體式的磁環(huán)和鋼圈組合形成的磁環(huán)組件，此磁環(huán)組件生產(chǎn)工裝時(shí)采用膠水粘結(jié)的形式固定，如中國專利號(hào)201020541857.1所公開的《一種用于裝飾吊扇的直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子》，此結(jié)構(gòu)的鋼圈采用車削方式制成一體結(jié)構(gòu)，無任何的連接位等，由于此結(jié)構(gòu)的鋼圈相對較?。s3mm）的情況下，表面需進(jìn)行車削加工，其裝夾時(shí)會(huì)令鋼圈內(nèi)外徑產(chǎn)生變形，故制作過程中不能保證圓環(huán)形的狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)橢圓狀，橢圓度為0.2~0.6mm呈不穩(wěn)定狀態(tài)。在一體式的磁環(huán)工裝壓入鋼圈時(shí)，由于鋼圈已產(chǎn)生橢圓的形變，磁環(huán)安裝入鋼圈后也會(huì)隨著橢圓形變而造成更大的橢圓形變，嚴(yán)重時(shí)由于鋼圈的橢圓形變太大造成磁環(huán)不能壓入鋼圈內(nèi)，嚴(yán)重影響電機(jī)的性能；且磁環(huán)在工裝時(shí)也會(huì)存在磨損的情況，令壓裝后的磁環(huán)圓度由原來的0.1mm變?yōu)榧s0.7mm圓度，無法達(dá)到要求需要后續(xù)增加內(nèi)徑精車加工工序，但不能修復(fù)鋼圈外圓的變形。另外，此種結(jié)構(gòu)由于工裝方式及制備方式的原因，其整體產(chǎn)品的磁極差波動(dòng)大，在0.5%左右，容易出現(xiàn)偏心的情形，且安裝在無刷電機(jī)上噪音較大，震動(dòng)也大且明顯，耗電大。還有，此結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的磁N、S極最大極差有32.26mT，占20%左右，表磁極差大，嚴(yán)重影響電機(jī)的性能，造成電機(jī)運(yùn)行晃動(dòng)噪音等不良現(xiàn)象；磁面積偏差最大超過5%以上，磁面積偏差較大，同樣嚴(yán)重影響電機(jī)的性能，造成電機(jī)運(yùn)行晃動(dòng)噪音等不良現(xiàn)象。

為了解決上述的情況，本申請人也申請了中國專利號(hào)為ZL 201620039278.4的《一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子磁環(huán)組件》，該磁環(huán)組件內(nèi)產(chǎn)生的磁路為直磁磁路，即直磁磁路的中心軸線是與磁環(huán)的中心軸線平行的，應(yīng)用于電機(jī)上時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的啟動(dòng)速度較慢，轉(zhuǎn)速也較慢，一般為210轉(zhuǎn)/min,且保持轉(zhuǎn)速不變的情況下所需功率較大，一般為35W；另外，共振率也高，電機(jī)震動(dòng)明顯，也會(huì)造成一些換相不順暢，安裝在無刷電機(jī)上使用時(shí)造成噪音也較大，耗電大，嚴(yán)重影響電機(jī)的性能，造成電機(jī)運(yùn)行晃動(dòng)噪音等不良現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件，該無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件采用一體式磁環(huán)沖壓入鋼圈套內(nèi)并與鋼圈套內(nèi)壁緊密貼緊固定的結(jié)構(gòu)形式，且一體式磁環(huán)采用注塑成型模具一體成型并被注塑成型模具內(nèi)部的斜磁磁路充磁部件以充磁方式磁化產(chǎn)生斜磁磁路，一體式磁環(huán)在注塑的同時(shí)被模具內(nèi)的斜磁磁路充磁部件所磁化，具備了相同傾斜夾角的斜磁磁路的特性，一體式磁環(huán)的斜磁磁路的軸心線相對一體式磁環(huán)的軸心線形成一定的傾斜夾角，其傾斜夾角的角度為1°-18°，具體根據(jù)磁場極數(shù)而定；如電機(jī)啟動(dòng)到同等轉(zhuǎn)速時(shí)，直磁磁路磁環(huán)組件的啟動(dòng)時(shí)間為3.4s，斜磁磁路磁環(huán)組件的啟動(dòng)時(shí)間為0.7S；例如，設(shè)置有八個(gè)斜磁磁路，斜磁磁路磁環(huán)組件的電機(jī)轉(zhuǎn)速為248轉(zhuǎn)/min比直磁磁路磁環(huán)組件的電機(jī)轉(zhuǎn)速210轉(zhuǎn)/min快18%左右，而在相同轉(zhuǎn)速下，斜磁磁路磁環(huán)組件的電機(jī)所需功率為24W，直磁磁路磁環(huán)組件的電機(jī)所需功率為35W，功耗節(jié)能30%左右。該新結(jié)構(gòu)的斜磁磁路磁環(huán)組件應(yīng)用于電機(jī)上時(shí)的共振率降低，電機(jī)震動(dòng)不明顯或基本無震感，換相順暢，安裝在無刷電機(jī)上使用時(shí)噪音小，降噪效果明顯，耗電小，性能穩(wěn)定，從而使電機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件，包括以沖壓繞卷成圓環(huán)狀并以焊接或扣環(huán)封口固定形成一體式結(jié)構(gòu)的鋼圈套、壓進(jìn)鋼圈套內(nèi)并與鋼圈套內(nèi)壁緊密貼緊固定的一體式磁環(huán)，所述的一體式磁環(huán)采用注塑成型模具一體成型并被注塑成型模具內(nèi)部的斜磁磁路充磁部件以充磁方式磁化產(chǎn)生斜磁磁路，斜磁磁路以一體式磁環(huán)的軸心線環(huán)形陣列傾斜設(shè)置令斜磁磁路的軸心線與一體式磁環(huán)的軸心線形成夾角，傾斜夾角的角度為1°-18°；所述的一體式鋼圈套內(nèi)徑為60mm~160mm±0.05mm，一體式鋼圈套外徑為66mm~166mm ±0.05 mm，同心度≤0.10mm；所述的一體式磁環(huán)內(nèi)徑為50mm~140mm±0.08mm，一體式磁環(huán)外徑為60mm~160mm±0.10 mm。

進(jìn)一步的，所述的一體式磁環(huán)產(chǎn)生的斜磁磁路形成四個(gè)N極和四個(gè)S極的八個(gè)磁場，每個(gè)斜磁磁路的軸心線與一體式磁環(huán)的軸心線形成的夾角為5°-15°。

或者是，所述的一體式磁環(huán)產(chǎn)生的斜磁磁路形成六個(gè)N極和六個(gè)S極的十二個(gè)磁場，每個(gè)斜磁磁路的軸心線與一體式磁環(huán)的軸心線形成的夾角為3°-12°。

又或者是，所述的一體式磁環(huán)產(chǎn)生的斜磁磁路形成八個(gè)N極和八個(gè)S極的十六個(gè)磁場，每個(gè)斜磁磁路的軸心線與一體式磁環(huán)的軸心線形成的夾角為2°-10°。

另外，本發(fā)明還涉及斜磁磁路磁環(huán)組件的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

（1）預(yù)先制備內(nèi)部具有多極斜磁磁路充磁部件的注塑成型模具，多極斜磁磁路充磁部件由多個(gè)高磁能積制作的斜向強(qiáng)磁體組成，斜向強(qiáng)磁體的數(shù)量和傾斜角度由所需產(chǎn)出的斜磁磁路數(shù)量而定；

（2）把料溫在250度-300度時(shí)熔融后注入注塑成型模具的模具型腔，同時(shí)其內(nèi)部磁疇根據(jù)外部的斜向強(qiáng)磁體產(chǎn)生的斜向強(qiáng)磁場流向進(jìn)行分布，充磁形成多極斜磁磁路，冷卻后形成具有多級(jí)斜磁磁路的一體式斜磁磁路磁環(huán)；

（3）將一體式斜磁磁路磁環(huán)壓入以沖壓繞卷成圓環(huán)狀并以焊接或扣環(huán)封口固定形成一體式結(jié)構(gòu)的鋼圈套內(nèi)，形成斜磁磁路磁環(huán)組件。

綜上所述，本發(fā)明的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件采用一體式磁環(huán)沖壓入鋼圈套內(nèi)并與鋼圈套內(nèi)壁緊密貼緊固定的結(jié)構(gòu)形式，且一體式磁環(huán)采用注塑成型模具一體成型并被注塑成型模具內(nèi)部的斜磁磁路充磁部件以充磁方式磁化產(chǎn)生斜磁磁路，一體式磁環(huán)在注塑的同時(shí)被模具內(nèi)的斜磁磁路充磁部件所磁化，具備了相同傾斜夾角的斜磁磁路的特性，一體式磁環(huán)的斜磁磁路的軸心線相對一體式磁環(huán)的軸心線形成一定的傾斜夾角，其傾斜夾角的角度為1°-18°，具體根據(jù)磁場極數(shù)而定；如電機(jī)啟動(dòng)到同等轉(zhuǎn)速時(shí)，直磁磁路磁環(huán)組件的啟動(dòng)時(shí)間為3.4s，斜磁磁路磁環(huán)組件的啟動(dòng)時(shí)間為0.7S；例如，設(shè)置有八個(gè)斜磁磁路，斜磁磁路磁環(huán)組件的電機(jī)轉(zhuǎn)速為248轉(zhuǎn)/min比直磁磁路磁環(huán)組件的電機(jī)轉(zhuǎn)速210轉(zhuǎn)/min快18%左右，而在相同轉(zhuǎn)速下，斜磁磁路磁環(huán)組件的電機(jī)所需功率為24W，直磁磁路磁環(huán)組件的電機(jī)所需功率為35W，功耗節(jié)能30%左右。該新結(jié)構(gòu)的斜磁磁路磁環(huán)組件應(yīng)用于電機(jī)上時(shí)的共振率降低，電機(jī)震動(dòng)不明顯或基本無震感，換相順暢，安裝在無刷電機(jī)上使用時(shí)噪音小，降噪效果明顯，耗電小，性能穩(wěn)定，從而使電機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的俯視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的剖面圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的斜磁磁路分布的示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的斜磁磁路分布傾斜的示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的斜磁磁路分布的示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的斜磁磁路分布傾斜的示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例3的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的斜磁磁路分布的示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例3的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件的斜磁磁路分布傾斜的示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例1所描述的一種無刷直流電機(jī)外轉(zhuǎn)子用的斜磁磁路磁環(huán)組件，如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，包括以沖壓繞卷成圓環(huán)狀并以焊接或扣環(huán)封口固定形成一體式結(jié)構(gòu)的鋼圈套1、壓進(jìn)鋼圈套內(nèi)并與鋼圈套內(nèi)壁緊密貼緊固定的一體式磁環(huán)2，所述的一體式磁環(huán)采用注塑成型模具一體成型并被注塑成型模具內(nèi)部的斜磁磁路充磁部件以充磁方式磁化產(chǎn)生斜磁磁路3，斜磁磁路以一體式磁環(huán)的軸心線環(huán)形陣列傾斜設(shè)置令斜磁磁路的軸心線與一體式磁環(huán)的軸心線形成夾角，傾斜夾角的角度為1°-18°；所述的一體式鋼圈套內(nèi)徑為60mm~160mm±0.05mm，一體式鋼圈套外徑為66mm~166mm ±0.05 mm，同心度≤0.10mm；所述的一體式磁環(huán)內(nèi)徑為50mm~140mm±0.08mm，一體式磁環(huán)外徑為60mm~160mm±0.10 mm。

該一體式磁環(huán)產(chǎn)生的斜磁磁路形成四個(gè)N極和四個(gè)S極的八個(gè)磁場，每個(gè)斜磁磁路的軸心線與一體式磁環(huán)的軸心線形成的夾角為5°-15°。

另外，本實(shí)施例還涉及斜磁磁路磁環(huán)組件的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

（1）預(yù)先制備內(nèi)部具有多極斜磁磁路充磁部件的注塑成型模具，多極斜磁磁路充磁部件由多個(gè)高磁能積制作的斜向強(qiáng)磁體組成，斜向強(qiáng)磁體的數(shù)量和傾斜角度由所需產(chǎn)出的斜磁磁路數(shù)量而定；

（2）把料溫在250度-300度時(shí)熔融后注入注塑成型模具的模具型腔，同時(shí)其內(nèi)部磁疇根據(jù)外部的斜向強(qiáng)磁體產(chǎn)生的斜向強(qiáng)磁場流向進(jìn)行分布，充磁形成多極斜磁磁路，冷卻后形成具有多級(jí)斜磁磁路的一體式斜磁磁路磁環(huán)；

（3）將一體式斜磁磁路磁環(huán)壓入以沖壓繞卷成圓環(huán)狀并以焊接或扣環(huán)封口固定形成一體式結(jié)構(gòu)的鋼圈套內(nèi)，形成斜磁磁路磁環(huán)組件。

現(xiàn)實(shí)際測量一體式磁環(huán)數(shù)據(jù)如下：

八極斜磁與直磁對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)施例2

本實(shí)施例2是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行改變，具體為產(chǎn)生的斜磁磁路的數(shù)量和排布不同，具體為：

如圖6和圖7所示，一體式磁環(huán)產(chǎn)生的斜磁磁路形成六個(gè)N極和六個(gè)S極的十二個(gè)磁場，每個(gè)斜磁磁路的軸心線與一體式磁環(huán)的軸心線形成的夾角為3°-12°。

現(xiàn)實(shí)際測量一體式磁環(huán)數(shù)據(jù)如下：

十二極斜磁與直磁對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)施例3

本實(shí)施例3同樣是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行改變，具體為斜磁體的數(shù)量和排布不同，具體為：

如圖8和圖9所示，該一體式磁環(huán)產(chǎn)生的斜磁磁路形成八個(gè)N極和八個(gè)S極的十六個(gè)磁場，每個(gè)斜磁磁路的軸心線與一體式磁環(huán)的軸心線形成的夾角為2°-10°。

現(xiàn)實(shí)際測量一體式磁環(huán)數(shù)據(jù)如下：

十六極斜磁與直磁對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。